如何減少蒸汽流量計(jì)量誤差
如何減少蒸汽流量計(jì)量誤差？由于目前蒸汽計(jì)量?jī)x表在選型和安裝等方面還存在許多問(wèn)題，也缺乏有效的維護(hù)管理措施，因此蒸汽測(cè)量?jī)x表的測(cè)量準(zhǔn)確性無(wú)法得到保障。容易引起供用雙方之間的利益矛盾，引發(fā)經(jīng)濟(jì)利益糾紛。因此，有必要對(duì)蒸汽流量測(cè)量誤差的產(chǎn)生原因進(jìn)行深入分析，進(jìn)而采取有效的降低措施，提高蒸汽流量測(cè)量的準(zhǔn)確性。
一、蒸汽流量測(cè)量的誤差分析
1.蒸汽密度因素
質(zhì)量流量是蒸汽流量檢測(cè)的重要方式，其介質(zhì)為過(guò)飽和的蒸汽或者單項(xiàng)蒸汽，同時(shí)體積的測(cè)量與密度的測(cè)量直接影響蒸汽的質(zhì)量流量。測(cè)量蒸氣密度通常需要溫度與壓力的補(bǔ)償，通?？梢允褂貌楸矸ɑ蛘吆?jiǎn)單的數(shù)學(xué)公式，而由于測(cè)量的溫度、壓力存在誤差，使得蒸汽流量的測(cè)量缺乏專區(qū)性。
2.差壓信號(hào)傳輸誤差
差壓信號(hào)傳輸?shù)恼`差主要體現(xiàn)在以下三方面：
（1）變送器或者冷凝罐的側(cè)壓不等引起誤差。當(dāng)測(cè)量流量的取樣管、冷凝罐的高度存在差異，或者變送器在安裝的過(guò)程中其位置沒(méi)有達(dá)到水平要求，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的壓力，進(jìn)而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性；
（2）引壓管線導(dǎo)致傳送失真。如果引壓管線的安裝不符合具體的要求與標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)影響管內(nèi)氣泡升至母管的速度，使得冷凝液無(wú)法以最快的速度充滿整個(gè)管路，進(jìn)而影響信號(hào)的準(zhǔn)確性；
（3）取樣管的接頭滲漏，導(dǎo)致測(cè)量偏差。取樣管的接頭存在接頭滲漏等問(wèn)題，當(dāng)停止供熱時(shí)，冷凝管便無(wú)法再生成泠凝水。一旦此時(shí)的管路接頭依然存在滲漏，就會(huì)使取樣管內(nèi)部冷凝水的高度存在差異，進(jìn)而形成靜壓，如果低壓側(cè)的冷凝水高度低于高壓側(cè)，就會(huì)形成一定的供熱流量，最終導(dǎo)致蒸汽流量測(cè)量的偏差。
3.取樣變送器故障
如果測(cè)量蒸汽流量的取樣變送器發(fā)生故障，就會(huì)導(dǎo)致測(cè)量漂移，造成測(cè)量結(jié)果具有一定的誤差。由于流量計(jì)零點(diǎn)受模擬器件時(shí)漂、溫漂的雙重影響，一旦差壓信號(hào)在傳遞過(guò)程中發(fā)生失真、振動(dòng)等侵?jǐn)_，就會(huì)導(dǎo)致流量計(jì)的零點(diǎn)發(fā)生漂移。
二、工業(yè)供熱蒸汽流量測(cè)量誤差的降低措施
簡(jiǎn)單了解工業(yè)供熱蒸汽流量測(cè)量的誤差來(lái)源后，筆者將圍繞計(jì)量?jī)x表的合理設(shè)計(jì)選型、渦街流量計(jì)的正確安裝、加強(qiáng)計(jì)量?jī)x表的維護(hù)管理三方面降低誤差措施進(jìn)行深入分析。
1.計(jì)量?jī)x表的合理設(shè)計(jì)選型
計(jì)量?jī)x表的設(shè)計(jì)選型首先需要考慮的是常用、最小、最大蒸汽耗用量，同時(shí)蒸汽的品質(zhì)也必須納入分析范疇，只有將常用、最小、最大三種狀態(tài)的蒸汽耗用量實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)量化表達(dá)，設(shè)計(jì)人員才能夠獲得流量咨詢單作為設(shè)計(jì)參考，可能出現(xiàn)的設(shè)計(jì)誤差由此便能夠得以避免。
為了進(jìn)一步提升計(jì)量?jī)x表選型設(shè)計(jì)質(zhì)量，類(lèi)型選擇、規(guī)格型號(hào)確認(rèn)也是設(shè)計(jì)人員需要考慮的重點(diǎn)。這里的類(lèi)型選擇指的是蒸汽流量長(zhǎng)期較小的低壓蒸汽使用渦街流量計(jì)，而流量大且穩(wěn)定的用戶推薦使用差壓式流量計(jì)，前者一般指 DN300 以下的蒸汽管道，后者則多指DN400 以上的蒸汽管道；規(guī)格型號(hào)確認(rèn)指的是計(jì)量?jī)x表的設(shè)計(jì)需要同時(shí)滿足最大與最小計(jì)量準(zhǔn)確性要求，如果這一過(guò)程中用戶出現(xiàn)管徑大、差壓低問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員便可以通過(guò)合理縮徑解決該問(wèn)題。值得注意的是，一些流量差異較小或流量變化較大的用戶在計(jì)量?jī)x表設(shè)計(jì)選型中往往存在著較高難度，因此筆者建議前者選擇微差壓變壓器，后者則采用雙變送器，這樣二者的工業(yè)供熱蒸汽流量測(cè)量精度就能夠得到更好滿足。
2.渦街流量計(jì)的正確安裝
渦街流量計(jì)多用于 DN300 以下的蒸汽管道，而為了保證其測(cè)量精度，渦街流量計(jì)的安裝必須得到重視。渦街流量計(jì)的安裝位置直接影響其測(cè)量進(jìn)度，安裝人員必須認(rèn)識(shí)到說(shuō)明書(shū)所示的直管道要求僅為保證測(cè)量精度的最低條件，同時(shí)了解渦街流量計(jì)對(duì)管道機(jī)械振動(dòng)與脈動(dòng)流的敏感，這樣才能夠保證渦街流量計(jì)安裝于最優(yōu)位置。此外，渦街流量計(jì)的測(cè)量精度還會(huì)受到射頻干擾、蒸汽帶水、管道內(nèi)異物的影響，這些也必須被納入渦街流量計(jì)安裝的注意事項(xiàng)中。相較于普通渦街流量計(jì)，一體型渦街流量計(jì)對(duì)于環(huán)境溫度的要求較高，這就使得很多時(shí)候蒸汽管道的保溫性能會(huì)影響其測(cè)量精度，這點(diǎn)同樣需要納入安裝人員考量。
3.加強(qiáng)計(jì)量?jī)x表的維護(hù)管理
計(jì)量?jī)x表的維護(hù)管理需要實(shí)現(xiàn)定期與不定期的巡檢結(jié)合，并同時(shí)做好定期的檢定工作。其中，定期與不定期巡檢需要將目光集中在渦街疏水閥工作狀態(tài)、平衡閥門(mén)關(guān)閉嚴(yán)密程度、儀表鉛封狀態(tài)、箱門(mén)開(kāi)關(guān)記錄、熱網(wǎng)狀態(tài)參數(shù)、溫壓補(bǔ)償參數(shù)準(zhǔn)確性、重要部件的腐蝕度等環(huán)節(jié)；定期檢定工作則需要嚴(yán)格結(jié)合檢定管理制度做好計(jì)量?jī)x表的定期送檢。值得注意的是，當(dāng)計(jì)量?jī)x表出現(xiàn)異常工況時(shí)，相關(guān)負(fù)責(zé)人員需要立即開(kāi)展檢定檢驗(yàn)工作。
三、怎樣減少蒸汽流量計(jì)計(jì)量時(shí)的誤差
1.蒸汽的密度補(bǔ)償要科學(xué)準(zhǔn)確
為了正確計(jì)量蒸汽的質(zhì)量流量，必須考慮蒸汽壓力和溫度的變化，通過(guò)流量積算儀對(duì)蒸汽密度進(jìn)行補(bǔ)償。測(cè)量蒸汽溫度的鉑電阻一定要規(guī)范安裝：測(cè)溫鉑熱電阻插入管道中心位置、鉑熱電阻安裝在流量計(jì)下游的5倍管徑處、安裝鉑熱電阻的管道位置采取保溫措施等，確保測(cè)得的溫度數(shù)值準(zhǔn)確。在蒸汽壓力的測(cè)量中一定要注意，如果采用引壓管引壓，必須進(jìn)行零點(diǎn)遷移(因?yàn)橐龎汗軆?nèi)冷凝水的重力作用會(huì)使壓力變送器測(cè)量到的壓力與實(shí)際壓力之間出現(xiàn)一定的差值，引起密度補(bǔ)償?shù)恼`差)，也可在流量積算儀內(nèi)進(jìn)行修正。壓力變送器安裝在蒸汽流量計(jì)下游的4倍管徑處，壓力變送器前的閥門(mén)、密封墊應(yīng)完好暢通，以保證蒸汽壓力的準(zhǔn)確測(cè)量。如果采用設(shè)定壓力、溫度進(jìn)行補(bǔ)償，所設(shè)定的數(shù)值應(yīng)力求接近實(shí)際，否則誤差很大，一般不建議采用。
在流量積算儀中要正確設(shè)定蒸汽流量計(jì)的運(yùn)行狀態(tài)，這對(duì)蒸汽費(fèi)用的正確計(jì)算至關(guān)重要。對(duì)于蒸汽狀態(tài)不好明確判斷的使用場(chǎng)合，建議采用智能型流量積算儀，配合鉑電阻、壓力變送器進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償，這樣所計(jì)量的蒸汽質(zhì)量流量最準(zhǔn)確。
2.現(xiàn)場(chǎng)存在的振動(dòng)和電磁干擾應(yīng)避免
蒸汽流量計(jì)應(yīng)用最多的渦街流量計(jì)受設(shè)計(jì)原理的影響，對(duì)機(jī)械振動(dòng)比較敏感，計(jì)量結(jié)果易受振動(dòng)干擾，應(yīng)對(duì)蒸汽流量計(jì)前后管段作可靠的支撐設(shè)計(jì)，加裝振動(dòng)緩沖部件，如管道振動(dòng)不可避免，應(yīng)選用抗干擾能力相對(duì)強(qiáng)的蒸汽流量計(jì)(如氣體超聲波流量計(jì)、智能式渦街流量計(jì)、差壓式流量計(jì)等)。如果蒸汽流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)存在振動(dòng)干擾，就會(huì)對(duì)在用的渦街蒸汽流量 計(jì)產(chǎn)生低頻率的脈沖信號(hào)影響，蒸汽流量計(jì)就會(huì)將這些脈沖作為流量信號(hào)傳遞給流量積算儀，形成累計(jì)流量，導(dǎo)致部分渦街蒸汽流量計(jì)在一段時(shí)間不用蒸汽的情況下仍然會(huì)有一定量的數(shù)值累計(jì)。這就是“不用汽而流量計(jì)走字”的原因，因此蒸汽用戶在不用蒸汽的情況下，也要與供汽單位共同記好表底，防止蒸汽流量計(jì)“空跑”。
3.蒸汽流量計(jì)的量程比要合理
量程比是指一個(gè)流量計(jì)在能確保給定的準(zhǔn)確度范圍內(nèi)，所能測(cè)量的最大流量和最小流量之比。用戶要根據(jù)自己的實(shí)際使用量選擇流量計(jì)，理論上待選蒸汽流量計(jì)的量程要完全覆蓋用戶的使用量程。超過(guò)流量上限和低于流量下限使用都會(huì)造成蒸汽流量計(jì)計(jì)量的嚴(yán)重不準(zhǔn)。比如：實(shí)際平均流量為5t/h的渦街蒸汽流量計(jì)，一般應(yīng)選擇口徑為150mm的渦街流量計(jì)，但是當(dāng)流量降低到0.3t/h或超過(guò)15t/h時(shí)，流量計(jì)就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重計(jì)量失準(zhǔn)。
4.蒸汽流量計(jì)上下游直管段的正確安裝
對(duì)于傳統(tǒng)的渦街流量計(jì)，其前后安裝直管段要求分別為20倍管徑和5倍管徑(這是流量計(jì)的前面無(wú)閥門(mén)等障礙物的技術(shù)要求;有障礙物還要增加直管段，具體見(jiàn)廠家的說(shuō)明書(shū))。如果上下游直管段不夠，就會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)蒸汽流動(dòng)未充分發(fā)展，在流速分布剖面發(fā)生畸變。用戶可通過(guò)在蒸汽流量計(jì)前安裝流動(dòng)調(diào)整器或增加直管段來(lái)調(diào)整管道的流速分布，使蒸汽流量計(jì)處的流體為充分發(fā)展?fàn)顟B(tài)。對(duì)于一些大口徑蒸汽流量計(jì)，滿足上下游直管段的安裝要求更為重要。
四、蒸汽流量計(jì)的運(yùn)行與維護(hù)
1.在需要清洗工藝管道時(shí)，清洗液體不能直接通過(guò)流量計(jì)。應(yīng)該打開(kāi)旁路閥，讓清洗液體流經(jīng)旁路管線來(lái)完成工藝管道清洗工作。
2.管道系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)應(yīng)當(dāng)先開(kāi)旁路管線，以防止因流速突然增加使渦輪因轉(zhuǎn)速過(guò)大而損壞流量計(jì)。
3.在使用流量計(jì)之前，應(yīng)該仔細(xì)閱讀產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)，以保證對(duì)儀表事先有全面的了解。
4.要求被測(cè)介質(zhì)潔凈，以減少軸承磨損。盡管在流量計(jì)前加裝了過(guò)濾器，但仍有雜質(zhì)進(jìn)入表內(nèi)而造成磨損，為此需定期檢修，一旦有卡阻現(xiàn)象應(yīng)立即清洗，以確保計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
5.工藝介質(zhì)的密度和黏度變化對(duì)儀表測(cè)量結(jié)果有影響。當(dāng)測(cè)量液體介質(zhì)流量時(shí)，其溫度與壓力的變化對(duì)其密度影響很小，一般可忽略不計(jì);但當(dāng)測(cè)量氣體介質(zhì)流量時(shí)，其溫度、壓力改變后對(duì)氣體的密度影響很大，這時(shí)需對(duì)其介質(zhì)的密度進(jìn)行溫、壓補(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)被測(cè)介質(zhì)流量的準(zhǔn)確檢測(cè)或計(jì)量。除關(guān)注被測(cè)介質(zhì)的密度變化對(duì)儀表測(cè)量結(jié)果的影響外，還應(yīng)注意被測(cè)介質(zhì)黏度的變化。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)黏度的變化較大時(shí)，應(yīng)將流量計(jì)予以重新標(biāo)定后方可使用。
6.流量計(jì)不能垂直安裝。當(dāng)測(cè)量管道有彎曲現(xiàn)象時(shí)，將會(huì)引起流體的旋轉(zhuǎn)，影響渦輪轉(zhuǎn)數(shù)改變，使儀表的測(cè)量誤差增大。